关于能源转型的三个国家案例
面对“能源转型”这个跨越三个世纪的话题，站在新能源的角度容易强调可再生能源的快速发展，站在石化行业以及煤炭行业角度又容易强调化石能源难以撼动的主体地位，都难免失之片面。
我们本着“述而不作”的原则，审视三个国家历史上的能源转型计划，或者宣告失败，或者取得阶段性成就。孰成孰败，成败的原因又是什么?
1)“让瑞典成为无油国家”——一个不可复制的小国能源转型成功案例。
2)“德国典范:谨慎而进取”——从发电能源转型阶段性成功，如何向一次能源转型深入迈进?
3)美国分为两部分——谷歌的《清洁能源》、戈尔的“10年重塑美国能源”，一个以认错的姿态告终，一个不了了之。计划制订者的错误包括，对摩尔定律适用范围的迷信、对页岩革命的忽视，以及更深层次的问题“单纯减排能否逆转气候变化?”。
以史为鉴，以邻为鉴
德国是能源转型典范，中国已经作为模板复制学习，但是发展到今天也面临补贴、调峰两大困境。如果能把美国页岩革命也复制一下，也许是个完美的组合?
“让瑞典成为无油国家”
年，瑞典给出部长级承诺，要让瑞典到年成为世界上首个不依赖石油的国家(COI，)，具体目标包括:
1)通过燃料效率提升以及使用新的燃料，道路交通的石油消耗量下降40-50%。(特别注明包括农业、林业、渔业、建筑业用的交通工具和机械)
2)家庭取暖和商业楼宇取暖，原则上不再使用石油。
3)工业领域石油消耗减少25-40%。
看看执行情况:我们只能找到年的瑞典能源数据。交通领域供能结构中，石油占比从年的97%下降到68%，减少了29pct。考虑到交通用能总体规模下降，实际削减用油可能略超过30%，没有达到目标中的削减40-50%。工业领域，供能结构中石油占比从年的11%略下降到年的10%。居民和商业领域，供能结构中石油占比从年的11%下降到8%。
再看发电领域，从~年的十年间，瑞典的发电能力增长都来自风电，但是整体发电量却没有明显增长。要注意，风电装机容量系数一般只有20%-30%，远低于核电和化石能源发电。到年，瑞典的发电装机容量中约17%来自风电，而发电量来自风电的比例11%。
评论:瑞典在能源转型方面可以说绝对领先全球了(从后文图12可以看出)。在21世纪初期其发电能源主体就是核电和水电，此后的进展主要是提高了风电装机容量，以及提高了生物质能源在交通领域的使用。年，瑞典主要电力供给来40%来自水电、39%来自核电，近年来发展特别快的风电占到11%。
瑞典的能源转型成功带有很强的小国特征。水力发电受限于资源、核电受限于安全和舆论风险，不可能进入大国能源主体地位。瑞典的“无油国家”计划，即使算是部分成功，在能源消费大国也不具有任何可复制性。
交通领域石油最难替代。瑞典主要做法是用生物质(生物柴油等)替代，瑞典的生物质燃料主要来自森林和农作物，他们把这些叫做“瑞典的绿色黄金”。生物质能源可以说是化石能源的上一代能源，能源转换效率低，对农作物和土地资源依赖度高，也绝不可能成为主体能源。
用二次能源(电池)替代石油，面临能量密度挑战。锂电的能量密度就算接近wh/kg(约相当于1MJ/kg)，石油的能量密度高达40MJ/kg，即使考虑汽油发动机燃烧效率30%也远高于电池。为了弥补能量密度的先天不足，电动车必须把电池做到几百公斤重，是燃油车的油箱重量的十倍级别。特斯拉的续航能力是来自电池(kg)，相当于背了一辆大众高尔夫(第一代只有kg，现在的版本kg左右)在路上跑。
谷歌的《清洁能源》
谷歌在年10月公布了自己的美国能源转型计划。这份转型计划文本已经从谷歌网站撤掉了，不过在EVwind网站上还能找到。这份计划呼吁:
1)让美国到年完全脱离对燃煤发电和石油发电的依赖(保留部分天然气和核能发电项目);
2)削减44%的汽车耗油量;
3)美国原油进口依存度下降37%(当时是万桶/天);
4)发电领域CO2排放下降95%;私人交通工具二氧化碳排放减少44%;美国整体CO2排放减少49%。
计划提出的具体实现方式包括:
1)通过终端能效提升，实现年能源消耗保持再年水平上不增长;2)取消所有燃煤、燃油发电，天然气发电减半，缺口用可再生能源发电填补;3)风电装机GW;太阳能装机GW;地热装机80GW4)电动车占到新车销量90%，到年占到全美41%的汽车保有量
5)到年传统燃油车能效从31mpg提升到45mpg(即百公里5升左右)。
残酷的现实:
两位负责该项目的工程师后来发表了一篇文章，标题“Today’srenewableenergytechnologieswon’tsaveus.Sowhatwill?“。这基本上是一篇认错文，写道”到年，已经很清楚看到REC计划(即述清洁能源计划)无法给出一种能与煤炭经济性媲美的技术路线，谷歌官方终止了行动，并关闭了相关的内部研发项目。谷歌的研发副总要求我们俩，检查这个计划的假设条件，并从错误中吸取教训。“
两位工程师总结的几点关键错误，其中最重要不是经济性上的，甚至也不是技术上的，而是更本质的问题:影响气候变化的CO2是存量，而不是增量!现在徘徊在大气中的CO2已经存在了一个世纪多，减排意味着减少CO2排放，但是只要还是在排放，CO2总量就在持续增加。引用了NASA的一份研究表明，就算关掉所有的化石燃料发电，存量CO2还是会继续使气候变暖!
除此之外，两位工程师还承认了经济上、技术上的认知失误。经济因素非常直观，存量的燃煤或燃气电厂发电边际成本只要0.04~0.06/kwh，还远远没有哪种可再生能源发电成本可以低到如此地步。技术层面，如作者所说“现有技术得边际改进是不够的，我们需要真正颠覆性技术来逆转气候变化。这种能源技术能不能达到成本目标?我们能不能降低大气中得CO2含量(而不仅仅降低其增速)?我们没有答案。“
再看看美国当前的能源结构，对比一下谷歌目标:
电动车占美国的新车销量比例、保有量比例多少?到年，美国的纯电动车销量占新车销量比例3.3%，保有量占比0.6%。到年，根据EIA的预测，这两个数字将分别达到8.9%和4.5%，也还是远低于谷歌给出的90%和44%的目标。
可再生能源装机容量实际达到多少?美国~年风电、光伏装机容量分别89GW、27GW，增速CAGR高达13%和90%(光伏基数太低了接近0)，这的确是惊人的增速。但是随着基数的变大，增速已经下降到年分别7%和24%。
发电能源结构，油气煤占比还剩多少?煤电份额的确大幅下降，从年的42%下降到年的28%，但是真正填补煤电缺口的是天然气发电。天然气发电装机容量增速不算快CAGR1.6%，但是发电量CAGR高达5.2%，份额从22%提升到35%。背后的原因很明显——页岩革命带来的天然气价格大幅下降。
唯一实现了的目标(其实超额实现了)是原油进口依存度下降。美国原油进口依存度从年的66%下降到了年的34%，最新数据到年11月已经下降到18%。如果把成品油纳入口径，美国的石油和石油制品已经是净出口。这显然也是页岩革命的功劳。
十年重塑美国能源的笑话
谷歌至少在承认失败之后还反思了错误，指出了可以努力的方向。再看看一个政客的能源转型忽悠:
美国前副总统Gore，是一个坚定的环保主义者。戈尔年有一次著名演讲“十年挑战重塑美国能源”。戈尔的演讲很具有煽动性，“我们从中国借钱、买波斯湾的石油、再用这些石油毁坏地球。这里每一点都必须改变!如果我们抓住共同的矛盾点，所有复杂问题会同时解决——答案就是终结对碳基燃料的依赖!”
他混淆概念。“科学家证明，地球表面每40分钟接收到的光照，可以满足全球一年的能源需求”。
这种说法显然是忽悠老百姓的，类似于把石油的地质资源量等同于经济可采储量。资源品味、技术上的可获得性、经济性统统没有考虑。
戈尔还任意夸大摩尔定律的适用范围。“太阳能硅料价格以前是一公斤美金，现在降到50美金。同样事情也发生在芯片上，芯片也是硅做的，价格每18个月降低50%，已经持续了40年。”
现在硅料价格7美金/公斤左右，的确比当时又降了很多，但是如果符合摩尔定律的话，现在戈尔演讲的12年后应该是0.2美金/公斤(50*(50%)^(12/1.5)。而且硅料成本只占组件成本的15%，而组件又只占系统总成本的40%。非硅成本占94%，这里包括非硅材料(玻璃、膜材料、粘结材料)、系统的一次二次设备、建安成本、非技术成本(土地、电网接入、管理费、财务费等)，这些成本虽也有下降，但是下降速度远不及硅料下降速度。
戈尔还注册了个网站
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